CN114124150A

CN114124150A - 基于积木遥控的跳频通信方法、系统、介质以及积木玩具

Info

Publication number: CN114124150A
Application number: CN202111520374.2A
Authority: CN
Inventors: 高超; 赵家亮; 李善俊; 冒志刚
Original assignee: Shanghai Brooke Building Block Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Brooke Building Block Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2022-03-01

Abstract

本发明提供了一种基于积木遥控的跳频通信方法、系统、介质以及积木玩具，包括：控制器和执行器，所述控制器和执行器通信包括：接收信息步骤：按序切换信道接收积木执行器或控制器的信息；发送信息步骤：按序切换信道向积木执行器或控制器发送信息。本发明介绍的跳频通信方法，有效解决了执行器与控制器通信干扰和效率低的问题，从而提高了积木玩具连接的稳定性。

Description

基于积木遥控的跳频通信方法、系统、介质以及积木玩具

技术领域

本发明涉及玩具控制的技术领域，具体地，涉及一种基于积木遥控的跳频通信方法、系统、介质以及积木玩具。

背景技术

跳频是移动通讯中常用的载波技术，具有良好的抗干扰作用，能够有效提高通信质量。跳频是指载波频率在一定范围内，按照某种规律跳变，使信号的发射端和信号的接收端都按照一个相同的频点序列来收发信息。

在儿童玩具领域内，多人协作玩具越来越受到欢迎，例如一种积木玩具，由多人连接配对，共同实现对玩具的控制。然而随着连接的玩家数量增多，对玩具连接稳定性的要求也随之提高，传统的连接方式存在干扰大，可连接玩家数量少的缺点，因此需要一种新的连接控制方式来解决该问题。

在公开号为CN 113098559A的中国专利文献中，公开了一种基于无线跳频网络多信道多速率并发的通信方法，涉及网络通讯技术领域，解决了数据帧传输时收发信机因为多次切换信道而降低效率的技术问题。该方法步骤为：将通信带宽化分成n个频段，并按照升序排列；将信道划分成n个，并依次编号；分别将所述n个频段和信道一一对应，形成信道频段表；对所述信道按时序进行分配时隙，形成跳频图；依据当前通信数据的通信速率给其分配跳频时限和信道；收发信机传输所述当前通信数据。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于积木遥控的跳频通信方法、系统、介质以及积木玩具。

根据本发明提供的一种基于积木遥控的跳频通信方法，包括：控制器和执行器，所述控制器和执行器通信包括：

接收信息步骤：按序切换信道接收积木执行器或控制器的信息；

发送信息步骤：按序切换信道向积木执行器或控制器发送信息。

优选的，所述的接收信息步骤包括：

步骤S1.1：命令积木控制器或执行器切换至第一信道接收信息；

步骤S1.2：判断积木控制器或执行器接收信息是否超时，若否，则命令积木控制器或执行器处理接收的信息，若是，则命令积木控制器或执行器切换至第二信道接收信息；

步骤S1.3：判断积木控制器或执行器是否完成所有信道的切换，若是，则切换至第一信道重新接收信息；若否，则切换到下一信道接收信息；

步骤S1.4：判断是否需要发送数据，若是，则切换至发送信息步骤，若否，则返回执行步骤S1.3。

优选的，所述发送信息步骤包括：

步骤S2.1：命令积木控制器或执行器切换到发送状态发送数据；

步骤S2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

步骤S2.3：判断所有信道是否完成发送信息，若是，且切换至步骤S1.2，若否，则切换到下一信道发送数据；

步骤S2.4：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间，随后返回执行步骤S2.1。

优选的，所述接收信息步骤包括：

步骤S3.1：命令积木执行器或控制器第一时刻在第一信道接收信息；

步骤S3.2：判断积木执行器或控制器是否收到信息，若是，则同步积木执行器或控制器时钟；若否，则命令积木执行器或控制器第二时刻在第二信道接收信息；

步骤S3.3：判断积木执行器或控制器是否接收到信息，若是，则同步积木执行器或控制器时钟；若否，则命令积木执行器或控制器在下一时刻以及下一信道接收信息；重复执行本步骤，直至所有信道积木执行器或控制器完成判断。

优选的，所述发送信息步骤包括：

步骤S4.1：判断积木执行器或控制器是否需要发送数据，若是，则命令积木执行器或控制器在第一时刻以及第一信道发送信息，若否，则进入接收信息步骤；

步骤S4.2：命令积木执行器或控制器在下一时刻以及下一信道发送信息，并重复执行本步骤，直至积木执行器或控制器在所有信道完成发送。

根据本发明提供的一种基于积木遥控的跳频通信系统，包括：

接收信息模块：按序切换信道接收积木执行器或控制器的信息；

发送信息模块：按序切换信道向积木执行器或控制器发送信息。

优选的，所述的接收信息模块包括：

模块M1.1：命令积木控制器或执行器切换至第一信道接收信息；

模块M1.2：判断积木控制器或执行器接收信息是否超时，若否，则命令积木控制器或执行器处理接收的信息，若是，则命令积木控制器或执行器切换至第二信道接收信息；

模块M1.3：判断积木控制器或执行器是否完成所有信道的切换，若是，则切换至第一信道重新接收信息；若否，则切换到下一信道接收信息；

模块M1.4：判断是否需要发送数据，若是，则切换至发送信息模块，若否，则返回执行模块M1.3；

所述发送信息模块包括：

模块M2.1：命令积木控制器或执行器切换到发送状态发送数据；

模块M2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

模块M2.3：判断所有信道是否完成发送信息，若是，且切换至模块M1.2，若否，则切换到下一信道发送数据；

模块M2.4：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间，随后返回执行模块M2.1。

优选的，所述接收信息模块包括：

模块M3.1：命令积木执行器或控制器第一时刻在第一信道接收信息；

模块M3.2：判断积木执行器或控制器是否收到信息，若是，则同步积木执行器或控制器时钟；若否，则命令积木执行器或控制器第二时刻在第二信道接收信息；

模块M3.3：判断积木执行器或控制器是否接收到信息，若是，则同步积木执行器或控制器时钟；若否，则命令积木执行器或控制器在下一时刻以及下一信道接收信息；重复执行本模块，直至所有信道积木执行器或控制器完成判断；

所述发送信息模块包括：

模块M4.1：判断积木执行器或控制器是否需要发送数据，若是，则命令积木执行器或控制器在第一时刻以及第一信道发送信息，若否，则进入接收信息模块；

模块M4.2：命令积木执行器或控制器在下一时刻以及下一信道发送信息，并重复执行本模块，直至积木执行器或控制器在所有信道完成发送。

根据本发明介绍的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于积木遥控的跳频通信方法。

根据本发明介绍的一种积木玩具，采用上述的基于积木遥控的跳频通信方法进行控制。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明介绍的跳频通信方法，有效解决了执行器与控制器通信干扰和效率低的问题，从而提高了积木玩具连接的稳定性；

2、本发明介绍的跳频通信方法布置完成后即可实现通信全过程的自动进行，自动化程度高，适合于在儿童玩具中部署。

3、本发明介绍的跳频通信方法中，执行器接收信息后同步时钟，保证了信息能够有效持续接收，进而保证了积木持续稳定的连接。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例1基于积木遥控的跳频通信流程图；

图2为本发明实施例2基于积木遥控的跳频通信流程图；

图3为本发明实施例中控制器和执行器配对通信方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明介绍了一种基于积木遥控的跳频通信方法，积木包括多个控制器和执行器，控制器与执行器在跳频通信前，首先完成配对工作，在本实施例中，每个执行器与多个控制器先后配对，且多个控制器依次执行与执行器连接，并控制执行器完成相关的操作。当设置有多个执行器同时进行工作时，会产生通信干扰的现象，影响各执行器的正常收发控制信息，降低信息的传输效率，由此提出本跳频通信方。

实施例1：

基于积木遥控的跳频通信方法包括：

接收信息步骤：按序切换信道接收积木执行器或控制器的信息；发送信息步骤：按序切换信道向积木执行器或控制器发送信息。本实施例中的控制器可以是智能手机、遥控器等，执行器可以是玩具车、遥控模型等。在本实施例中，完成配对的执行器和控制器的通信载波频率在一定范围内按照相同的规律进行跳变，从而改善其他组执行器与控制器的通信干扰。

更为详细的，接收信息步骤包括：

更为详细的，发送信息步骤包括：

步骤S2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

实施例2：

接收信息步骤包括：

步骤S3.2：判断积木执行器或控制器是否收到信息，若是，则同步积木执行器或控制器时钟，使积木执行器与控制的跳频频率相同，保证通信的正常持续进行；若否，则命令积木执行器或控制器第二时刻在第二信道接收信息；

更为详细的，发送信息步骤包括：

本发明还介绍了一种基于积木遥控的跳频通信系统，包括：

发送信息模块：按序切换信道向积木执行器或控制器发送信息；

实施例3：

所述的接收信息模块包括：

模块M1.3：判断积木控制器或执行器是否完成所有信道的切换，若是，则切换至第一信道重新接收信息；若否，则切换到下一信息接收信息；

所述发送信息模块包括：

模块M2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

实施例4：

所述接收信息模块包括：

所述发送信息模块包括：

本发明介绍了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于积木遥控的跳频通信方法，计算机可读存储介质可以是U盘，硬盘等。

本发明介绍了一种积木玩具，采用了上述的基于积木遥控的跳频通信方法进行控制，积木玩具可以是玩具小车或玩具机器人等。

下面基于积木遥控的跳频通信方法的应用做进一步说明。

参照图3，所述基于控制器和执行器的通信控制方法，还包括以下步骤：

控制配对步骤：建立执行器与多个控制器之间的控制配对关系；执行器可以是遥控车，遥控机器人，遥控飞机等可以由玩家对其进行控制的玩具或模型，控制器可以是该执行器所配备的遥控器，也可以是智能手机，控制器与执行器之间需要经过配对后才能实现控制。控制配对关系用来指示已信道配对的控制器和执行器中，进一步进行控制配对的控制器和执行器之间的关系。

控制配对步骤的具体步骤包括：

步骤B1.1：根据控制器上标识采集设备所采集到的执行器唯一标识编码，使控制器发射控制指令，所述控制指令包括执行器的唯一标识编码和控制器的识别码。采用非接触式采集方式，避免控制器对执行器的动作产生干扰。标识采集设备可以是安装在控制器上的摄像头，此时的唯一标识可以是执行器的颜色，可以是执行器上特定名牌，如车牌号码，机器人的编号等。标识采集设备还可以是无线感应器，如蓝牙、RFID等，此时唯一标识可以是执行器上特定频率的感应器。控制器发射的控制指令包含所采集到的唯一标识信息和自身的编码信息，作为验证配对信息。

步骤B1.2：通过执行器接收控制指令，判断该控制指令中的唯一标识编码与执行器的唯一标识是否匹配，若不匹配，则执行器不执行任何操作；若相同，则判断控制指令中的识别码是否属于已完成配对的控制器，若是，则通过执行器发送反馈指令，若否，则不执行任何操作。

步骤B1.3：通过控制器接收反馈指令，提示配对成功；当控制器接收到反馈指令后，在控制器上给出指示提醒玩家配对成功，可以通过亮灯的方式提醒，或播放预设的提示音。

分组步骤：根据执行器执行参数的数量对多个控制器设置组别；在该步骤中，每个组别中控制器的数量与执行参数的数量要相同，执行参数为执行器的动作类型，如：车辆的前进、后退、转弯、鸣笛，音乐，机器人的行走、下蹲、手臂的抬起与放下、抓取与松开等。在另一种实施方式中，执行参数可以是车辆的左轮和车辆的右轮，还可以分别是左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮。

连接步骤：获取多个控制器的配对信息，根据配对信息建立多组控制器与执行器的连接顺序。其中，连接顺序可以与多组控制器与执行器配对的先后顺序相同，例如控制器的执行参数为5个，将执行器配对顺序中前或后5个设定为第一组，6-10个设定为第二组，依次类推。又或者，连接顺序根据多组控制器的编号顺序设定，即每个控制器本身带有唯一编号，编号最小或最大的5个设定为第一组，编号6-10为一组，依次类推。当然连接顺序不仅限于这两种，凡是以计算机按照一定规则设定的顺序都应该属于本申请的保护范围内。

执行步骤：依次将每组控制器与执行器连接，根据已连接控制器的控制指令，控制执行器完成指令动作；任务开始时，将执行器与第一组控制器进行连接，执行器分别接收该组所有控制器发出的控制指令，每个控制指令相互独立，互不干扰，每组控制器与执行器连接后需要完成设定的任务，当执行器完成任务后，则认定执行器完成该组控制器所有的控制指令。在第一组控制器与执行器连接后，每个控制器分别对执行器的一个执行参数进行控制。

在一种具体实施方式中，执行器为玩具车，执行参数为玩具车的左轮、右轮和刹车，此时每组的三个控制器分别控制一个执行参数，共同控制玩具车执行指定的任务。

在另一种具体实施方式中，执行器为玩具车，执行参数为玩具车的前进和转向，此时每组的两个控制器分别控制一个执行参数，共同控制玩具车执行的任务，此时设置两个任务点A和B，玩家甲和玩家乙共同控制玩具车的移动，若玩具车移动到A点则判定甲获胜，若玩具车移动到B点则判定乙获胜。

切换步骤：当执行器完成一组控制器的全部控制指令后，将执行器与下一组控制器进行连接。在执行器即将完成本组控制器的全部指令时，可以将下一组控制器与执行器进行连接，本步骤中切换方式可以分为以下两种：

方式一：

步骤B2.1：根据下一组控制器上标识采集设备所采集到的唯一标识编码，使控制器发送连接指令，所述连接指令包括唯一标识编码和控制器的识别码。

步骤B2.2：通过执行器接收到连接指令，并发出等待指令，所述等待指令中包含控制器的识别码。

步骤B2.3：通过控制器接收等待指令，判断等待指令中的识别码与控制器是否匹配，若不匹配，该控制器不执行任何操作，若匹配，使控制器执行等待操作，控制器在等待时，通过信号灯闪烁或蜂鸣器发出声音的方式进行提醒。

步骤B2.4：判断执行器是否接收完下一组所有控制器的连接指令，若是，使执行器在完成上一组控制器的全部指令后与下一组控制进行连接，且使每个控制器对一个执行参数进行控制，若否，使执行器等待下一组控制器的连接指令。当执行器执行完上一组控制器的所有指令后，执行器暂停执行任何动作，直至下一组控制器全部完成与执行器的连接。

在执行器与下一组所有控制器的连接时，根据执行器接收控制器的连接指令先后顺序，将所有控制参数按照完成任务的优先级分配给所有控制器，例如：将优先级最高的“前进”控制参数分配给下一组控制器中第一个发送连接指令的控制器，将优先级排序第二的转向分配给下一组控制器中第二个发送连接指令的控制器等。

方式二：

步骤B3.1：根据下一组控制器上标识采集设备所采集到的唯一标识编码，使控制器发送连接指令，所述连接指令包括唯一标识编码和控制器的识别码；

步骤B3.2：通过执行器接收到连接指令，并发出等待指令，所述等待指令中包含控制器的识别码；

步骤B3.3：通过控制器接收等待指令，判断等待指令中的识别码与控制器是否匹配，若不匹配，该控制器不执行任何操作，若匹配，使控制器执行等待操作；

步骤B3.4：当执行器完成上一组控制器所有的指令后，使执行器与下一组已发出连接指令的控制器进行连接，其中，执行器的所有执行参数受控于已连接控制器；此时，存在一个控制器控制多个控制参数的情形，提高了执行器切换的成功率。

步骤B3.5：将下一组未连接的控制器与执行器进行连接，并向连接的控制器分配执行参数。在分配时，从控制多个执行参数的控制器中选取一个执行参数，将该执行参数转移给正在连接的控制器。并且根据控制参数的优先级，将优先级最低的控制参数分配给正在连接的控制器。控制参数的优先级根据完成任务的相关度设置，例如，对于玩具车，车辆的前进后退优先级最高，转向次之，鸣笛，音乐的优先级最低，在分配执行参数时，优先将优先级最低的控制参数分配给正在连接的控制器，保证执行器的主要动作的控制不切换。

终止步骤：当执行器完成上一组控制器的所有指令后，若经过设定时间后，执行器未能与下一组控制器完成连接，则判定执行器任务终止。对于方式一，当执行器完成上一组控制器的全部指令后，经过设定时间，例如1min，下一组控制器仍未能全部与执行器完成连接，判定执行器的任务终止，对于方式二，当执行器完成上一组控制器的全部指令后，经过设定时间，下一组控制器均未与执行器进行连接，则判定执行器任务终止。

本发明的基于积木遥控的跳频通信方法中，信号发射器的信号强度可以根据使用场景的不同进行调节，从而使信号强度处于一个合理的范围值，保证配对质量，降低设备功耗。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种基于积木遥控的跳频通信方法，其特征在于，包括：控制器和执行器，所述控制器和执行器通信包括：

2.根据权利要求1所述的基于积木遥控的跳频通信方法，其特征在于：所述的接收信息步骤包括：

3.根据权利要求1所述的基于积木遥控的跳频通信方法，其特征在于：所述发送信息步骤包括：

步骤S2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

4.根据权利要求1所述的基于积木遥控的跳频通信方法，其特征在于：所述接收信息步骤包括：

5.根据权利要求4所述的基于积木遥控的跳频通信方法，其特征在于：所述发送信息步骤包括：

6.一种基于积木遥控的跳频通信系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的基于积木遥控的跳频通信系统，其特征在于：所述的接收信息模块包括：

所述发送信息模块包括：

模块M2.2：命令积木控制器或执行器随机延时一定时间；

8.根据权利要求6所述的基于积木遥控的跳频通信系统，其特征在于：所述接收信息模块包括：

所述发送信息模块包括：

9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的基于积木遥控的跳频通信方法。

10.一种积木玩具，其特征在于：采用权利要求1至5任一项所述的基于积木遥控的跳频通信方法进行控制。